浅析小电流接地系统中35kV电力变压器保护配置

2012-07-25苏晋宜

电气开关 2012年4期

苏晋宜

(晋煤集团供电分公司，山西晋城 048006)

1 引言

所谓小电流接地系统是指中性点不接地或经过消弧线圈或高阻抗接地的三相系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统被称为“小电流接地系统”我国划分标准:X0/X1＞4～5的系统属于小接地电流系统。其中X0为零序阻抗，X1为正序阻抗。由于我国35kV系统均为小电流不接地系统。因此，熟悉35kV电力变压器的保护配置及其与线路三段式电流保护的配合就显得尤为重要。

2 变压器的工作原理

变压器工作原理:变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交变磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。我们主要讨论的为35kV系统中降压变压器。因为其在中性点不接地系统中应用最为广泛。

3 变压器保护的配置

3.1 变压器的主保护

在35kV的变压器中变压器的主保护有差动保护，瓦斯保护。根据变压器调压方式不不同，瓦斯保护又分为有载调压重瓦斯和本体重瓦斯保护。

(1)变压器的差动保护，其保护范围为变压器两侧开关差动CT之间的变压器引线，隔离刀闸之间的一次电气部分。它的动作原理是根据基尔霍夫电流定律:电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。所以当区外短路故障时，有较大的穿越性电流流过变压器时，差动保护不会动作。又根据变压器两侧的线圈接线方式不同，进行正确的相位补偿。差动CT的Y形侧△接，△形侧Y接。根据短路电流的大小，及动作的原理又分为差动速保护，(其整定值一般为8倍的变压器额定电流)及比率制动的差动保护。

(2)瓦斯保护是变压器内部故障的主保护，属于非电量保护中的一种。其保护范围相对于差动要保护范围较小。主要保护变压器内部故障，包括:变压器相间短路、匝间短路、铁芯故障、短线故障、变压器油面降低。同时瓦斯保护是变压器铁芯故障，油面降低的唯一保护，差动保护对此无反应。所以说不能用差动保护代替瓦斯保护，瓦斯保护也无法完全代替差动保护。其原理是当变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热，并造成变压器油分解，产生气体进而造成喷油冲击继电器，瓦斯保护动作。瓦斯保护分轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。

3.2 变压器的低后备保护

变压器的低压出线线路故障，但是低压出线保护或者断路器拒动时。此时通过变压器低后备保护充当低压出线线路的远后备。变压器低后备保护动作，变压器低压断路器跳闸，切除故障点，但是也扩大了停电范围。当低压母线故障，母线差动保护没有投入，或母线差动保护拒动的情况下，变压器低后备保护动作，变压器开关跳闸切除故障点。此时，变压器低后备保护充当了母线故障的近后备。

3.3 变压器的高后备和其他保护的配合

当变压器的主保护(瓦斯，差动保护)拒动时，由变压器的高后备动作切除故障点，此时变压器的高后备保护充当变压器差动和瓦斯保护的近后备。但是如果变压器低压侧出线或者母线故障线路或母线保护没有动作或者开关拒动通过变压器的高后备保护动作，切除远方故障，此时变压器高后备保护就是母线故障和出线故障的远后备保护。

4 变压器保护和35kV进线的保护配合

在晋煤集团单电源的35kV线路中，一般配置有三段式电流保护。电流I段又称为电流速断保护。保护范围为本线路全长的80%～85%。动作时限一般整定为0s，是根据线路末端发生三相金属性短路时的短路电流来整定，不能够保护线路全长。但是其保护范围也不可超过变压器差动保护的范围。电流Ⅱ段保护又称为限时速断保护。其保护范围为线路的全长，整定时间为0.5s。35kV进线的电流Ⅱ段保护和变压器的限时速断保护相配合。当变压器的低后备限时速断保护拒动或断路器拒动时依靠35kV进线的电流Ⅱ段保护动作切除故障点。一般变压器低后备限时速断整定时间为0.4s，通过时间来实现其选择性。电流Ⅱ段保护和电流I段都是线路的主保护。电流ⅡI段保护又称为过电流保护，根据躲过最大负荷电流来整定，可以保护本线路全长及下级线路全长，整定时间较长，为1.8s，作为电流I段和电流Ⅱ段保护的近后备保护。